ورقة بيانات سلسلة Power Top LED 67-31A - عبوة P-LCC-3 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.35V نموذجي - 50mA - برتقالي/أحمر/أصفر ناعم - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة 67-31A عائلة من مصابيح LED عالية الأداء من نوع Power Top، مصممة للتثبيت السطحي لتطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية. تُحفظ هذه الأجهزة في عبوة P-LCC-3 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي) المدمجة، التي تتميز بجسم أبيض ونافذة شفافة عديمة اللون. الهدف التصميمي الأساسي هو توفير مصدر ضوء موثوق وفعال، مناسب لعمليات التجميع الآلي وبيئات الاستخدام النهائي المتطلبة.

تشمل المزايا الأساسية لهذه السلسلة إخراج شدة إضاءة عالية، وقدرة ممتازة على التعامل مع التيار، وزاوية مشاهدة واسعة جدًا يتم تحقيقها بواسطة عاكس داخلي متكامل. هذا العاكس هو المفتاح لتحسين اقتران الضوء، مما يجعل هذه المصابيح LED مثالية بشكل خاص للاستخدام مع قنوات الضوء، حيث يكون نقل الضوء الاتجاهي الفعال أمرًا بالغ الأهمية. كما أن متطلبات جهد الأمام المنخفض تعزز من ملاءمتها للمعدات المحمولة التي تعمل بالبطارية أو الحساسة للطاقة.

الأسواق المستهدفة واسعة، وتشمل الإلكترونيات الاستهلاكية، وأتمتة المكاتب، ولوحات التحكم الصناعية، ودواخل السيارات. تتراوح التطبيقات النموذجية من مؤشرات الحالة وإضاءة خلفية المفاتيح في معدات الصوت/الفيديو، إلى الإضاءة الخلفية لشاشات LCD والرموز والإضاءة العامة حيث يكون الضوء البرتقالي الناعم أو الأحمر أو الأصفر مطلوبًا.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الحدود. تشمل المعلمات الرئيسية أقصى جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت، وتيار أمامي مستمر (I_F) بقيمة 50 مللي أمبير، وتيار أمامي ذروي (I_FP) بقيمة 100 مللي أمبير في ظروف النبض (دورة عمل 1/10 عند 1 كيلو هرتز). أقصى تبديد للطاقة (P_d) هو 120 ملي واط. الجهاز مصنف لمدى درجة حرارة تشغيل (T_opr) من -40°C إلى +85°C ويمكنه تحمل درجات حرارة اللحام وفقًا لملفات إعادة التدفق القياسية في الصناعة (260°C لمدة 10 ثوانٍ).

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة تقاطع (T_j) تبلغ 25°C وتيار أمامي 50 مللي أمبير، مما يمثل ظروف التشغيل النموذجية.

• شدة الإضاءة (I_v):تتراوح من حد أدنى 1120 مللي كانديلا إلى حد أقصى 2850 مللي كانديلا، مع تسامح نموذجي ±11%. هذه السطوع العالي هو ميزة رئيسية.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):زاوية واسعة جدًا تبلغ 120 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف شدة الذروة، مما يشير إلى نمط ضوء واسع ومنتشر.
• جهد الأمام (V_F):نموذجيًا 2.35 فولت، مع مدى من 1.95 فولت إلى 2.75 فولت عند 50 مللي أمبير. جهد الأمام المنخفض V_Fيساهم في كفاءة أعلى.
• الطول الموجي:يمتد الطول الموجي السائد (λ_d) من 605.5 نانومتر إلى 625.5 نانومتر، مما يضع اللون المنبعث في منطقة البرتقالي الناعم إلى البرتقالي المحمر. الطول الموجي القمة (λ_p) هو نموذجيًا 621 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):حوالي 18 نانومتر (نموذجي)، مما يشير إلى انبعاث طيفي ضيق نسبيًا يتمركز حول الطول الموجي القمة.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات أداء. تستخدم سلسلة 67-31A نظام تصنيف ثلاثي الأبعاد.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة (CAT)

يتم تجميع مصابيح LED في أربع مجموعات (W1, W2, X1, X2) بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 50 مللي أمبير. على سبيل المثال، تغطي المجموعة W1 نطاق 1120-1420 مللي كانديلا، بينما تغطي المجموعة X2 نطاق 2250-2850 مللي كانديلا. هذا يسمح للمصممين باختيار درجة سطوع مناسبة لتطبيقهم.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد (HUE)

يتم التحكم في اتساق اللون من خلال مجموعات الطول الموجي السائد المجمعة تحت 'A'. تغطي المجموعات من E1 إلى E5 المدى من 605.5 نانومتر إلى 625.5 نانومتر بخطوات تقريبية 4 نانومتر. هذا يضمن أن اللون المنبعث (البرتقالي الناعم) موحد ضمن تسامح ضيق (±1 نانومتر).

3.3 تصنيف جهد الأمام (REF)

يتم تصنيف جهد الأمام في المجموعة 'B9'. تصنف المجموعات من 1 إلى 4 جهد الأمام V_Fمن 1.95-2.15 فولت إلى 2.55-2.75 فولت عند 50 مللي أمبير. يمكن أن يكون مطابقة مجموعات جهد الأمام V_Fمهمًا لموازنة التيار في دوائر LED المتعددة.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

4.1 شدة الإضاءة النسبية مقابل تيار الأمام

يُظهر هذا المنحنى أن إخراج الضوء يزداد مع زيادة تيار الأمام، لكن العلاقة ليست خطية تمامًا، خاصة عند التيارات الأعلى. هذا أمر بالغ الأهمية لتحديد تيار القيادة المطلوب لتحقيق سطوع معين.

4.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

تنخفض شدة إضاءة مصابيح LED من نوع AlGaInP عادةً مع ارتفاع درجة حرارة المحيط (وبالتالي درجة حرارة التقاطع). يقوم هذا المنحنى بتحديد هذا الانخفاض الكمي، مُظهرًا انخفاض الإخراج بشكل كبير مع زيادة درجة الحرارة من 25°C إلى 100°C. الإدارة الحرارية المناسبة ضرورية للحفاظ على سطوع ثابت.

4.3 تيار الأمام مقابل جهد الأمام

يصور منحنى IV هذا العلاقة الأسية بين التيار والجهد. جهد الأمام النموذجي V_Fالبالغ ~2.35 فولت عند 50 مللي أمبير مرئي هنا. هذا المنحنى حيوي لتصميم دائرة تحديد التيار.

4.4 نمط الإشعاع

يؤكد الرسم البياني القطبي بصريًا على زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة. توزيع الشدة تقريبًا لامبرتي، مما يعني أنه يظهر ساطعًا بشكل موحد على مساحة واسعة عند النظر إليه مباشرة، وهو مثالي لتطبيقات المؤشرات.

4.5 توزيع الطيف

يُظهر الرسم البياني قمة انبعاث واحدة ضيقة تتمحور حول 621 نانومتر، وهي سمة لمادة AlGaInP، دون قمم ثانوية كبيرة، مما يضمن نقاء اللون.

5. معلومات الميكانيكا والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

تتمتع عبوة P-LCC-3 بأبعاد مدمجة تبلغ تقريبًا 2.0 مم في الطول، و1.25 مم في العرض، و1.1 مم في الارتفاع (باستثناء الأطراف). يتم توفير رسومات مفصلة مع تسامحات (±0.1 مم نموذجيًا) لتصميم بصمة PCB. تتميز العبوة بطرفي أنود وطرف كاثود مشترك للاستقرار الميكانيكي وموثوقية وصلة اللحام.

5.2 تحديد القطبية

يتم تحديد الكاثود عادةً بواسطة علامة خضراء على العبوة أو شق/حافة مائلة على جانب واحد. الاتجاه الصحيح ضروري أثناء التجميع لمنع تلف الانحياز العكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

الجهاز متوافق تمامًا مع عمليتي إعادة التدفق واللحام بالموجة، مما يجعله مناسبًا للتصنيع الآلي ذو الحجم الكبير.

• لحام إعادة التدفق:يتم تحديد أقصى درجة حرارة ذروة تبلغ 260°C لمدة 10 ثوانٍ. ملفات إعادة التدفق القياسية الخالية من الرصاص قابلة للتطبيق.
• اللحام اليدوي:إذا لزم الأمر، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف مكواة اللحام 350°C، ويجب أن يقتصر وقت التلامس على 3 ثوانٍ لكل طرف لمنع التلف الحراري للعبوة البلاستيكية.
• ظروف التخزين:مصابيح LED حساسة للرطوبة (MSL). يتم شحنها في أكياس حاجزة للرطوبة مع مجفف. بمجرد فتحها، يجب استخدامها خلال إطار زمني محدد أو تجفيفها وفقًا لإرشادات IPC/JEDEC القياسية قبل إعادة التدفق لمنع تشقق "الفشار".

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المكونات على شريط حامل بعرض 8 مم، ملفوف على بكرات قياسية قطرها 180 مم. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يتم توفير أبعاد مفصلة لجيوب الشريط الحامل والبكرة لضمان التوافق مع معدات الاختيار والوضع الآلية.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات حرجة للتتبع والتحقق: رقم الجزء (PN)، رقم جزء العميل (CPN)، الكمية (QTY)، رقم الدفعة (LOT NO)، ورموز التصنيف الثلاثة الرئيسية لشدة الإضاءة (CAT)، والطول الموجي السائد (HUE)، وجهد الأمام (REF).

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• أنظمة قنوات الضوء:زاوية المشاهدة الواسعة والعاكس المتكامل يجعلان هذا المصباح LED الأمثل لاقتران الضوء في أدلة الضوء الأكريليكية أو البولي كربونات، شائعة الاستخدام لإضاءة الأزرار أو الرموز أو مؤشرات اللوحة من مصدر بعيد.
• إضاءة خلفية LCD:مناسبة لإضاءة الحواف لشاشات LCD الصغيرة أو توفير إضاءة خلفية موضعية للرموز.
• مؤشرات الحالة العامة:مؤشرات الطاقة أو الاتصال أو الحالة التشغيلية في الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية والسيارات.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو محرك تيار ثابت لضبط تيار الأمام. لا تصل مباشرة بمصدر جهد. احسب قيمة المقاوم باستخدام R = (V_supply- V_F) / I_F.
• الإدارة الحرارية:بينما تتمتع العبوة بمقاومة حرارية منخفضة، تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على اللوحة (وسائد حرارية) إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من أقصى تيار لإدارة درجة حرارة التقاطع والحفاظ على إخراج الضوء وطول العمر.
• حماية ESD:على الرغم من تصنيفها لـ 2000 فولت (HBM)، يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.

9. المقارنة والتمييز التقني

تميز سلسلة 67-31A نفسها من خلال مزيجها المحدد من السمات. مقارنة بمصابيح LED القياسية 0603 أو 0805، فإنها توفر شدة إضاءة أعلى بكثير. مقابل مصابيح LED عالية الطاقة الأخرى، فإنها تحافظ على متطلبات جهد أمامي وتيار منخفضة جدًا. المميز الرئيسي هوالعاكس الداخلي المتكامل داخل عبوة P-LCC-3, المصمم لتعظيم استخراج الضوء وتوجيهه لأعلى بنمط واسع وموحد. تقلل هذه الميزة البصرية المدمجة من الحاجة إلى بصريات ثانوية في تطبيقات قنوات الضوء، مما يبسط التصميم ويخفض تكلفة النظام.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 ما الفرق بين الطول الموجي القمة والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي القمة (λ_p) هو الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يطابق اللون الملاحظ للمصباح LED. لتحديد اللون والتصنيف، يكون الطول الموجي السائد أكثر صلة بالرؤية البشرية.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED بمصدر جهد 3.3 فولت؟

نعم، لكن مقاوم تحديد التيار إلزامي. مع جهد أمام نموذجي V_Fبقيمة 2.35 فولت عند 50 مللي أمبير، سيكون انخفاض الجهد عبر المقاوم 3.3V - 2.35V = 0.95V. باستخدام قانون أوم، R = 0.95V / 0.05A = 19Ω. سيضبط مقاوم قياسي بقيمة 20Ω التيار قريبًا من 50 مللي أمبير.

10.3 كيف تؤثر درجة الحرارة على الأداء؟

كما هو موضح في منحنيات الأداء، تنخفض شدة الإضاءة مع زيادة درجة حرارة التقاطع. كما ينخفض جهد الأمام قليلاً مع درجة الحرارة. للحصول على سطوع ثابت، تجنب التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو عند أقصى تيار دون اعتبارات التصميم الحراري.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

الحالة: تصميم إضاءة خلفية متعددة الأزرار للوحة جهاز طبي

يحتاج المصمم إلى إضاءة خلفية لستة أزرار لمس ناعم على جهاز طبي محمول. المساحة محدودة، واستهلاك الطاقة أمر بالغ الأهمية لأن الجهاز يعمل بالبطارية. الأزرار مصنوعة من السيليكون الشفاف وتستخدم قنوات ضوء فردية لتوجيه الضوء من مصابيح LED مثبتة عن بُعد على اللوحة الرئيسية.



الحل:تم اختيار مصابيح LED من سلسلة 67-31A. تضمن شدتها العالية وصول ضوء كافٍ إلى سطح الزر عبر قناة الضوء. زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة تقترن بكفاءة بالضوء إلى نقطة دخول القناة. جهد الأمام المنخفض V_Fوتيار التشغيل 50 مللي أمبير (والذي يمكن تقليله إلى 20 مللي أمبير لسطوع أقل، وتوفير الطاقة) مثاليان للنظام الذي يعمل بالبطارية. يتم وضع مصابيح LED على اللوحة تحت مرابط قنوات الضوء. يتم حساب مقاوم تحديد تيار واحد لسلسلة من مصباحين LED (إذا كان V_supplyهو 5 فولت) أو مقاومات فردية للتوصيل على التوازي، يتم تشغيلها بواسطة دبوس GPIO على المتحكم الدقيق للتحكم في التشغيل/الإيقاف/التعتيم. عبوة P-LCC-3 متوافقة مع خط التجميع الآلي المستخدم للوحة.

12. مقدمة المبدأ

يعتمد مصباح LED 67-31A على مادة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عند تطبيق جهد أمامي عبر التقاطع p-n، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة حيث تتحد. في AlGaInP، تُطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة بشكل أساسي في شكل فوتونات (ضوء) في نطاق الطول الموجي من الأحمر إلى البرتقالي المصفر (حوالي 605-630 نانومتر). يتم تحديد اللون المحدد (الطول الموجي السائد) من خلال التركيب الدقيق لطبقات AlGaInP. ينبعث الضوء المُولد من الرقاقة، ويتم تشكيله وتوجيهه بواسطة العاكس الداخلي وعدسة الإيبوكسي الشفافة لعبوة P-LCC-3 لتحقيق زاوية المشاهدة الواسعة المطلوبة.

13. اتجاهات التطوير

يستمر الاتجاه العام لمصابيح LED للمؤشرات والإضاءة الخلفية مثل سلسلة 67-31A نحو كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، مما يسمح بنفس السطوع عند تيار أقل، مما يطيل عمر البطارية. يظل تصغير العبوة محور تركيز، مما يتيح تخطيطات PCB أكثر كثافة. هناك أيضًا دفع نحو تسامحات تصنيف أضيق لكل من اللون والتدفق لضمان اتساق أكبر في الإنتاج الضخم، خاصة للتطبيقات التي تتطلب مظهرًا موحدًا عبر وحدات متعددة. علاوة على ذلك، فإن الموثوقية المعززة تحت ظروف درجة الحرارة والرطوبة العالية هي مجال تطوير مستمر لتلبية متطلبات أسواق السيارات والصناعة. يعد تكامل بصريات داخلية أكثر تطوراً، مثل العاكس في هذه السلسلة، لتحسين استخراج الضوء والتحكم فيه دون مكونات خارجية، اتجاه تصميم رئيسي.